做游戏,学编程(C语言) 22 贪吃蛇(printf输出版本)

这一次我们应用printf输出实现一个经典的小游戏—贪吃蛇,主要难点是小蛇数据如何存储、如何实现转弯的效果、吃到食物后如何增加长度。更多内容可参看《C语言课程设计与游戏开发实践教程》\第3章\ 3.4 贪吃蛇。


1 构造小蛇

首先,在画面中显示一条静止的小蛇。二维数组canvas[High][Width]的对应元素,值为0输出空格,-1输出边框#,1输出蛇头@,大于1的正数输出蛇身*。startup()函数中初始化蛇头在画布中间位置(canvas[High/2][Width/2] = 1;),蛇头向左依次生成4个蛇身(for (i=1;i<=4;i++) canvas[High/2][Width/2-i] = i+1;),元素值分别为2、3、4、5。


做游戏,学编程(C语言) 22 贪吃蛇(printf输出版本)_第1张图片
#include 
#include 
#include 
#include 

#define High 20  // 游戏画面尺寸
#define Width 30

// 全局变量
int canvas[High][Width] = {
       0}; // 二维数组存储游戏画布中对应的元素
// 0为空格,-1为边框#,1为蛇头@,大于1的正数为蛇身*

void gotoxy(int x,int y)  //光标移动到(x,y)位置
{
       
    HANDLE handle = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
    COORD pos;
    pos.X = x;
    pos.Y = y;
    SetConsoleCursorPosition(handle,pos);
}

void startup() // 数据初始化
{
       
	int i,j;
	
	// 初始化边框
	for (i=0;i<High;i++)
	{
       
		canvas[i][0] = -1;
		canvas[i][Width-1] = -1;
	}
	for (j=0;j<Width;j++)
	{
       
		canvas[0][j] = -1;
		canvas[High-1][j] = -1;
	}
	
	// 初始化蛇头位置
	canvas[High/2][Width/2] = 1;
	// 初始化蛇身,画布中元素值分别为2,3,4,5....
	for (i=1;i<=4;i++)
		canvas[High/2][Width/2-i] = i+1;
}

void show()  // 显示画面
{
       
	gotoxy(0,0);  // 光标移动到原点位置,以下重画清屏
	int i,j;
	for (i=0;i<High;i++)
	{
       
		for (j=0;j<Width;j++)
		{
       
			if (canvas[i][j]==0)
				printf(" ");   //   输出空格
			else if (canvas[i][j]==-1)
				printf("#");   //   输出边框#
			else if (canvas[i][j]==1)
				printf("@");   //   输出蛇头@
			else if (canvas[i][j]>1)
				printf("*");   //   输出蛇身*
		}
		printf("\n");
	}
}	

void updateWithoutInput()  // 与用户输入无关的更新
{
       
}

void updateWithInput()  // 与用户输入有关的更新
{
       
}

int main()
{
       
	startup();  // 数据初始化	
	while (1) //  游戏循环执行
	{
       
		show();  // 显示画面
		updateWithoutInput();  // 与用户输入无关的更新
		updateWithInput();  // 与用户输入有关的更新
	}
	return 0;
}


2 小蛇自动移动

实现小蛇的移动是贪吃蛇游戏的难点,下图列出了小蛇分别向右、向上运动后,对应二维数组元素值的变化,从中我们可以得出实现思路。


做游戏,学编程(C语言) 22 贪吃蛇(printf输出版本)_第2张图片

假设小蛇元素为54321,其中1为蛇头、5432为蛇身、最大值5为蛇尾。首先将所有大于0的元素加1,得到65432;将最大值6变为0,即去除了原来的蛇尾;再根据对应的移动方向,将2对应方向的元素由0变成1;如此即实现了小蛇的移动。小蛇向上移动的对应流程如图所示。


做游戏,学编程(C语言) 22 贪吃蛇(printf输出版本)_第3张图片

定义变量int moveDirection表示小蛇的移动方向,值1、2、3、4分别表示小蛇向上、下、左、右方向移动,小蛇移动实现在moveSnakeByDirection()函数中。

#include 
#include 
#include 
#include 

#define High 20  // 游戏画面尺寸
#define Width 30

// 全局变量
int moveDirection; // 小蛇移动方向,上下左右分别用1,2,3,4表示
int canvas[High][Width] = {
       0}; // 二维数组存储游戏画布中对应的元素
			// 0为空格0,-1为边框#,1为蛇头@,大于1的正数为蛇身*

void gotoxy(int x,int y)  //光标移动到(x,y)位置
{
       
    HANDLE handle = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
    COORD pos;
    pos.X = x;
    pos.Y = y;
    SetConsoleCursorPosition(handle,pos);
}

// 移动小蛇
// 第一步扫描数组canvas所有元素,找到正数元素都+1
// 找到最大元素(即蛇尾巴),把其变为0
// 找到=2的元素(即蛇头),再根据输出的上下左右方向,把对应的另一个像素值设为1(新蛇头)
void moveSnakeByDirection()
{
       
	int i,j;
	for (i=1;i<High-1;i++)
		for (j=1;j<Width-1;j++)
			if (canvas[i][j]>0)
				canvas[i][j]++;

	int oldTail_i,oldTail_j,oldHead_i,oldHead_j;
	int max = 0;

	for (i=1;i<High-1;i++)
		for (j=1;j<Width-1;j++)
			if (canvas[i][j]>0)
			{
       
				if (max<canvas[i][j])
				{
       
					max = canvas[i][j];
					oldTail_i = i;
					oldTail_j = j;
				}
				if (canvas[i][j]==2)
				{
       
					oldHead_i = i;
					oldHead_j = j;
				}
			}

	canvas[oldTail_i][oldTail_j] = 0;

	if (moveDirection==1) // 向上移动
		canvas[oldHead_i-1][oldHead_j] = 1;
	if (moveDirection==2) // 向下移动
		canvas[oldHead_i+1][oldHead_j] = 1;
	if (moveDirection==3) // 向左移动
		canvas[oldHead_i][oldHead_j-1] = 1;
	if (moveDirection==4) // 向右移动
		canvas[oldHead_i][oldHead_j+1] = 1;
}

void startup() // 数据初始化
{
       
	int i,j;
	
	// 初始化边框
	for (i=0;i<High;i++)
	{
       
		canvas[i][0] = -1;
		canvas[i][Width-1] = -1;
	}
	for (j=0;j<Width;j++)
	{
       
		canvas[0][j] = -1;
		canvas[High-1][j] = -1;
	}
	
	// 初始化蛇头位置
	canvas[High/2][Width/2] = 1;
	// 初始化蛇身,画布中元素值分别为2,3,4,5....
	for (i=1;i<=4;i++)
		canvas[High/2][Width/2-i] = i+1;
	
	// 初始小蛇向右移动
	moveDirection = 4;	
}

void show()  // 显示画面
{
       
	gotoxy(0,0);  // 光标移动到原点位置,以下重画清屏
	int i,j;
	for (i=0;i<High;i++)
	{
       
		for (j=0;j<Width;j++)
		{
       
			if (canvas[i][j]==0)
				printf(" ");   //   输出空格
			else if (canvas[i][j]==-1)
				printf("#");   //   输出边框#
			else if (canvas[i][j]==1)
				printf("@");   //   输出蛇头@
			else if (canvas[i][j]>1)
				printf("*");   //   输出蛇身*
		}
		printf("\n");
	}
	Sleep(100);
}	

void updateWithoutInput()  // 与用户输入无关的更新
{
       
	moveSnakeByDirection();
}

void updateWithInput()  // 与用户输入有关的更新
{
       
}

int main()
{
       
	startup();  // 数据初始化	
	while (1) //  游戏循环执行
	{
       
		show();  // 显示画面
		updateWithoutInput();  // 与用户输入无关的更新
		updateWithInput();  // 与用户输入有关的更新
	}
	return 0;
}


3 玩家控制小蛇移动

这一步的实现比较简单,在updateWithInput()函数中按asdw键改变moveDirection的值,然后调用moveSnakeByDirection()实现小蛇向不同方向的移动,如图所示。


做游戏,学编程(C语言) 22 贪吃蛇(printf输出版本)_第4张图片
void updateWithInput()  // 与用户输入有关的更新
{
       
	char input;
	if(kbhit())  // 判断是否有输入
	{
       
		input = getch();  // 根据用户的不同输入来移动,不必输入回车
		if (input == 'a') 
		{
       
			moveDirection = 3;   // 位置左移
			moveSnakeByDirection();
		}
		else if (input == 'd')
		{
       
			moveDirection = 4;  // 位置右移
			moveSnakeByDirection();
		}
		else if (input == 'w')
		{
       
			moveDirection = 1;  // 位置上移
			moveSnakeByDirection();
		}
		else if (input == 's')
		{
       
			moveDirection = 2;   // 位置下移
			moveSnakeByDirection();
		}
	}
}


4 判断游戏失败

当小蛇和边框或自身发生碰撞时,游戏失败,如图所示。

做游戏,学编程(C语言) 22 贪吃蛇(printf输出版本)_第5张图片
void moveSnakeByDirection()
{
       
	int i,j;
	for (i=1;i<High-1;i++)
		for (j=1;j<Width-1;j++)
			if (canvas[i][j]>0)
				canvas[i][j]++;
	int oldTail_i,oldTail_j,oldHead_i,oldHead_j;
	int max = 0;
	for (i=1;i<High-1;i++)
		for (j=1;j<Width-1;j++)
			if (canvas[i][j]>0)
			{
       
				if (max<canvas[i][j])
				{
       
					max = canvas[i][j];
					oldTail_i = i;
					oldTail_j = j;
				}
				if (canvas[i][j]==2)
				{
       
					oldHead_i = i;
					oldHead_j = j;
				}
			}
	canvas[oldTail_i][oldTail_j] = 0;
	int newHead_i,newHead_j;
	if (moveDirection==1) // 向上移动
	{
       
		newHead_i = oldHead_i-1;
		newHead_j = oldHead_j;
	}
	if (moveDirection==2) // 向下移动
	{
       
		newHead_i = oldHead_i+1;
		newHead_j = oldHead_j;
	}
	if (moveDirection==3) // 向左移动
	{
       
		newHead_i = oldHead_i;
		newHead_j = oldHead_j-1;
	}
	if (moveDirection==4) // 向右移动
	{
       
		newHead_i = oldHead_i;
		newHead_j = oldHead_j+1;
	}

	// 是否小蛇和自身撞,或者和边框撞,游戏失败
	if (canvas[newHead_i][newHead_j]>0 || canvas[newHead_i][newHead_j]==-1)
	{
       
		printf("游戏失败!\n");
		exit(0);
	}
	else
		canvas[newHead_i][newHead_j] = 1;
}


5 吃食物增加长度

增加食物,二维数组canvas[High][Width]元素值为-2时,输出食物数值’F’,如图所示。当蛇头碰到食物时,长度加一。


做游戏,学编程(C语言) 22 贪吃蛇(printf输出版本)_第6张图片

实现思路和2中小蛇移动类似,只需保持原蛇尾,不将最大值变为0即可,下图为小蛇向上移动吃到食物的对应流程。


做游戏,学编程(C语言) 22 贪吃蛇(printf输出版本)_第7张图片
#include 
#include 
#include 
#include 

#define High 20  // 游戏画面尺寸
#define Width 30

// 全局变量
int moveDirection; // 小蛇移动位置,上下左右分别用1,2,3,4表示
int food_x,food_y; // 食物的位置
int canvas[High][Width] = {
       0}; // 二维数组存储游戏画布中对应的元素
	// 0为空格0,-1为边框#,-2为食物F,1为蛇头@,大于1的正数为蛇身*

void gotoxy(int x,int y)  //光标移动到(x,y)位置
{
       
    HANDLE handle = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
    COORD pos;
    pos.X = x;
    pos.Y = y;
    SetConsoleCursorPosition(handle,pos);
}

// 移动小蛇
// 第一步扫描数组canvas所有元素,找到正数元素都+1
// 找到最大元素(即蛇尾巴),把其变为0
// 找到=2的元素(即蛇头),再根据输出的上下左右方向,把对应的另一个像素值设为1(新蛇头)
void moveSnakeByDirection()
{
       
	int i,j;
	for (i=1;i<High-1;i++)
		for (j=1;j<Width-1;j++)
			if (canvas[i][j]>0)
				canvas[i][j]++;

	int oldTail_i,oldTail_j,oldHead_i,oldHead_j;
	int max = 0;

	for (i=1;i<High-1;i++)
		for (j=1;j<Width-1;j++)
			if (canvas[i][j]>0)
			{
       
				if (max<canvas[i][j])
				{
       
					max = canvas[i][j];
					oldTail_i = i;
					oldTail_j = j;
				}
				if (canvas[i][j]==2)
				{
       
					oldHead_i = i;
					oldHead_j = j;
				}
			}

	int newHead_i,newHead_j;

	if (moveDirection==1) // 向上移动
	{
       
		newHead_i = oldHead_i-1;
		newHead_j = oldHead_j;
	}
	if (moveDirection==2) // 向下移动
	{
       
		newHead_i = oldHead_i+1;
		newHead_j = oldHead_j;
	}
	if (moveDirection==3) // 向左移动
	{
       
		newHead_i = oldHead_i;
		newHead_j = oldHead_j-1;
	}
	if (moveDirection==4) // 向右移动
	{
       
		newHead_i = oldHead_i;
		newHead_j = oldHead_j+1;
	}

	// 新蛇头如果吃到食物
	if (canvas[newHead_i][newHead_j]==-2)
	{
       
		canvas[food_x][food_y] = 0;
		// 产生一个新的食物
		food_x = rand()%(High-5) + 2;
		food_y = rand()%(Width-5) + 2;
		canvas[food_x][food_y] = -2;

		// 原来的旧蛇尾留着,长度自动+1
	}
	else // 否则,原来的旧蛇尾减掉,保持长度不变
		canvas[oldTail_i][oldTail_j] = 0;

	// 是否小蛇和自身撞,或者和边框撞,游戏失败
	if (canvas[newHead_i][newHead_j]>0 || canvas[newHead_i][newHead_j]==-1)
	{
       
		printf("游戏失败!\n");
		Sleep(2000);
		system("pause");
		exit(0);
	}
	else
		canvas[newHead_i][newHead_j] = 1;
}

void startup() // 数据初始化
{
       
	int i,j;
	
	// 初始化边框
	for (i=0;i<High;i++)
	{
       
		canvas[i][0] = -1;
		canvas[i][Width-1] = -1;
	}
	for (j=0;j<Width;j++)
	{
       
		canvas[0][j] = -1;
		canvas[High-1][j] = -1;
	}
	
	// 初始化蛇头位置
	canvas[High/2][Width/2] = 1;
	// 初始化蛇身,画布中元素值分别为2,3,4,5....
	for (i=1;i<=4;i++)
		canvas[High/2][Width/2-i] = i+1;

	// 初始小蛇向右移动
	moveDirection = 4;
	
	food_x = rand()%(High-5) + 2;
	food_y = rand()%(Width-5) + 2;
	canvas[food_x][food_y] = -2;
}

void show()  // 显示画面
{
       
	gotoxy(0,0);  // 光标移动到原点位置,以下重画清屏
	int i,j;
	for (i=0;i<High;i++)
	{
       
		for (j=0;j<Width;j++)
		{
       
			if (canvas[i][j]==0)
				printf(" ");   //   输出空格
			else if (canvas[i][j]==-1)
				printf("#");   //   输出边框#
			else if (canvas[i][j]==1)
				printf("@");   //   输出蛇头@
			else if (canvas[i][j]>1)
				printf("*");   //   输出蛇身*
			else if (canvas[i][j]==-2)
				printf("F");   //   输出食物F
		}
		printf("\n");
	}
	Sleep(100);
}	

void updateWithoutInput()  // 与用户输入无关的更新
{
       
	moveSnakeByDirection();
}

void updateWithInput()  // 与用户输入有关的更新
{
       
	char input;
	if(kbhit())  // 判断是否有输入
	{
       
		input = getch();  // 根据用户的不同输入来移动,不必输入回车
		if (input == 'a') 
		{
       
			moveDirection = 3;   // 位置左移
			moveSnakeByDirection();
		}
		else if (input == 'd')
		{
       
			moveDirection = 4;  // 位置右移
			moveSnakeByDirection();
		}
		else if (input == 'w')
		{
       
			moveDirection = 1;  // 位置上移
			moveSnakeByDirection();
		}
		else if (input == 's')
		{
       
			moveDirection = 2;   // 位置下移
			moveSnakeByDirection();
		}
	}
}

int main()
{
       
	startup();  // 数据初始化	
	while (1) //  游戏循环执行
	{
       
		show();  // 显示画面
		updateWithoutInput();  // 与用户输入无关的更新
		updateWithInput();  // 与用户输入有关的更新
	}
	return 0;
}

6 思考题

1. 增加道具,吃完可以加命或减速;

2. 尝试实现双人版贪吃蛇(可参考5.4中内容)。

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